Главная | Обратная связь

Получение железного порошка комбинированным восстановлением

Сущность этого метода состоит в одновременном воздействии на исходное окисное сырье твердого (сажа, нефтяной кокс, древесный уголь, "сажистое" железо) и газообразного (конвертированный природный газ) восстановителей. Количество твердого восстановителя в шихте (10-12% от ее массы) эквивалентно примерно 60% содержания кислорода в окисном сырье (окалина), остальные 40% кислорода удаляют за счет действия газа-восстановителя (конвертированный природный газ или обогащенный доменный газ), поступающего в печь. Комбинированное восстановление позволяет получать железный порошок с пониженным содержанием (менее 0,1%) углерода, так как практически полностью исключено науглероживание образующегося губчатого железа, и кислорода (на заключительной стадии процесса на низшие оксиды железа воздействует активный восстановительный газ с преобладающим содержанием водорода, в котором происходит остывание железной губки). Другим преимуществом рассматриваемого способа является ускорение процесса восстановления за счет улучшения газопроницаемости слоя шихты или брикета из нее и регенерации газов-восстановителей Н₂ и СО: образующиеся в результате взаимодействия водорода и дисперсных частиц твердого углерода с оксидами железа СО₂ и Н₂О разлагаются в порах шихты с регенерацией СО и Н₂ по реакциям С + СО₂ = 2СО, С + Н₂О = СО + Н₂. Газификация твердого углерода обеспечивает сохранение пористости шихты, что благоприятствует проникновению в глубь нее газа-восстановителя, подаваемого в печь. Таким образом, увеличивается суммарная площадь поверхности частиц окалины, соприкасающихся с газами-восстановителями. Впервые комбинированное восстановление, разработанное ИПМ АН Украины в середине 50-х годов, было осуществлено в 60-е годы на Броварском заводе порошковой металлургии (БЗПМ). В качестве твердого восстановителя применяли сажу. Для брикетирования шихты с целью повышения теплопроводности, что ускоряет ее нагрев в печи и, одновременно, уменьшает занимаемый объем (увеличивая производительность печи), использовали каменноугольный пек с температурой размягчения 65-75 ⁰С. Процесс восстановления вели в горизонтальных двухмуфельных печах толкательного типа с газовым обогревом при 1100-1150 ⁰С в течении 8 ч (в горячей зоне 4,5 ч, в холодильнике 3,5 ч): подача холодного газа-восстановителя в печь противотоком или нагретого до 700-750 ⁰С по схеме совпадающих по направлению потоков (газ подогревается в специально оборудованных каналах топочного пространства самой печи восстановления и поступает в муфель этой печи по ходу поддонов с восстанавливаемой шихтой), что предпочтительнее. После выбивки из поддонов губчатое железо подвергали двухстадийному дроблению, а затем размолу до крупности частиц менее 0,5 мм, после чего железный порошок проходил магнитную сепарацию, рассев на фракции, усреднение до требуемого гранулометрического состава и упаковывался. Существенный недостаток толкательных муфельных печей их малая производительность порядка 1 т порошка в сутки.